某露天矿山胶带运输系统合理位置选择

周 瑞 赵亚军

(1.内蒙古科技大学矿业与煤炭学院；2.包钢集团矿山研究院)



某露天矿山胶带运输系统合理位置选择

周 瑞1,2赵亚军1

(1.内蒙古科技大学矿业与煤炭学院；2.包钢集团矿山研究院)

某矿露天采场矿岩石的平均汽车运距均已超出经济合理运距，急需增加胶带运输系统。根据2013年完成的采场边坡工程地质勘察及稳定性研究结果，发现原设计矿岩胶带系统部分安装位置的边坡稳定性差，需要进行调整。结合采场实际情况，提出2个改选方案，经过技术、经济比较，最终确定了合理、安全、稳定的安装位置，保证了矿山安全稳产。

胶带运输系统 稳定性 方案比较

某矿山已按照初步设计建成东(含南、北采场)、西2个露天采场开拓运输系统。两采场均采用公路开拓、汽车运输，平均运距均已超过4 km，行驶高差约150 m。若继续采用单一汽车运输，随着采场向下延伸，其矿岩石运距将逐年增加，运输成本急剧上升，严重影响矿山的安全经济生产。因此，采场深部改用汽车-破碎机-胶带联合运输系统已迫在眉睫。

1 胶带运输系统介绍

矿山初步设计在东、西采场共安排5套胶带运输系统。西采场有一套矿石胶带运输系统位于采场南帮E边坡分区，由前期溜井、XKC平硐胶带机、XK2斜井胶带机、后期溜井、XK1和XK2斜井胶带机组成，上部会料口高程为1 614.40 m；第一套岩石胶带运输系统位于采场北帮B边坡分区，边帮胶带机XYⅠ3自采场北帮东端的1 643 m向西南延伸至采场中的1 440 m平台处，与XYⅠ2胶带机连接，XYⅠ2胶带机在1 428 m平台处与边帮胶带机XYⅠ1连接，XYⅠ1向采场东南延伸至东端的1 248 m平台；第二套岩石胶带运输系统位于南帮E边坡分区，边帮胶带机XYⅡ1自采场南帮西端的1 616 m向东北延伸至采场中的1 392 m平台。东采场有一套矿石胶带运输系统，位于采场南帮E边坡分区，由溜井、DK1和DK2斜井胶带机组成，上部会料口高程为1 617.40 m；一套岩石胶带运输系统位于采场东端帮H边坡分区，边帮胶带机DY1布置在北采场东端，胶带机底标高为1 469 m，岩石最终卸矿标高为1 488 m。原设计胶带运输系统布置见图1。

图1 原设计胶带运输系统布置

2 原设计胶带运输系统存在的问题

2013年该矿对露天采场边坡分区内边坡岩体类型、结构及构造特征等工程地质条件，边坡岩体发育的滑坡、崩塌及断层破碎带等不良地质现象，采场的水文地质特征等进行了工程地质勘察及稳定性研究，发现B边坡分区8～12线1 396 m以上、12～19线1 224 m以上及19～24线1 260 m以上阶段存在复合型破坏的可能，而西采场第一套岩石胶带运输系统正好经过上述部分区域，处于不稳定状态，其他矿岩胶带运输系统所处边坡均较稳定。所以，着重对西采场第一套岩石胶带运输系统位置进行变更。

3 胶带运输系统位置选择方案

3.1 方案1

该矿露采边坡工程地质勘察及稳定性研究指出，西采场北帮总体坡有复合型破坏的可能，只能通过变更采矿设计才能达到边坡稳定性的要求。根据边坡角敏感性分析的计算结果可知，当B边坡分区8～12线1 396 m以上阶段坡减缓至42°，12～19线1 224 m以上阶段坡减缓至43°，19～24线1 260 m以上阶段坡减缓至43°时，该边坡能够达到稳定状态。因此，本方案为胶带系统位置不发生改变，而将B边坡分区上述潜在不稳定区域按照边坡稳定性研究中推荐的最终边坡角和台阶坡面角进行扩帮处理。最终将12～19线向北扩帮65 m，致使1 224 m以上各台阶最终边坡角为60°，阶段坡减缓至43°；将19～24线向北扩帮87 m，致使1 260 m以上各台阶最终边坡角为60°，阶段坡减缓至43°。经计算，本方案共计增加岩石剥离量3 263.99万t，将其作为基建剥岩处理。境界扩帮后，第一套岩石胶带系统所处的位置B边坡达到稳定状态，该系统稳定。

3.2 方案2

由于西采场北帮总体坡存在复合型破坏的可能，本方案将西采场第一套岩石胶带运输系统安装位置更改到西采场西边帮。更改后，西采场进入深部开采时，采场内岩石采用2套汽车—半移动破碎站—边帮胶带机—排土机运输系统。第一套胶带运输机系统布置在采场西帮，边帮胶带机XYⅠ5自采场西帮北端的1 600 m向西南延伸至采场中1 476 m 平台，XYⅠ4胶带机通过转载设施连接，XYⅠ4胶带机在1 440 m平台处与边帮胶带机XYⅠ3连接，XYⅠ3胶带机在1 416 m平台处与边帮胶带机XYⅠ2连接，XYⅠ2胶带机在1 368 m平台处与边帮胶带机XYⅠ1连接，边帮胶带机XYⅠ1向采场东北延伸至采场西端1 248 m平台。第二套胶带运输系统位于南帮边坡分区，边帮胶带机XYⅡ1自采场南帮西端的1 616 m向东北延伸至采场中1 392 m 平台。方案2胶带运输系统布置见图2。

图2 方案2胶带运输系统布置

西采场修改后的岩石胶带系统位于A、B、E2边坡分区。经分析，XYⅠ1～XYⅠ5岩石边帮胶带系统没有经过B边坡分区的不稳定区域，A、E2边坡分区属稳定组合关系，且没有断层经过，因此，该岩石胶带运输系统处于稳定状态。

3.3 方案比较

3.3.1 技术比较

方案1需要进行扩帮，岩石剥离量较原设计增加较多,基建投资较高,生产组织难度高；胶带运距长,坑内汽车运距短。

方案2坑内道路发生变化，岩石剥离量较原设计减少,基建投资较低,生产组织方便,胶带运距短,坑内汽车运距长。

3.3.2 投资比较

将方案1的扩帮剥岩量作为基建剥岩处理，2个方案投资费用的区别主要体现在扩帮岩石剥离费用、排土场清理费用、道路改造费用及胶带机建设投资费用上。经计算，方案1较方案2多投资50 234万元。2个方案投资比较见表1。

表1 2个方案投资比较 万元

3.3.3 经营比较

由于两方案破碎站配置、移设及系统运量等基本一致，只对岩石加权运距及运营成本方面差异进行比较。根据所编排的采掘进度计划，2个方案的静态比较结果见表2。

综上比较可以看出，首先，在经营成本方面，方案1由于采场内岩石运输距离较短而在胶带系统投入使用的前期具有一定的优势，而剥离高峰期后，这一优势将逐渐减弱；其次，由于方案1需要进行扩帮，从而导致了西采场北帮12～24勘探线的采场境界向北扩大，致使采场北侧已经形成的部分土场及道路路段因已位于新境界之内而受到影响，需要将其进行清理和改造，使得方案1的生产组织难度和基建投资费用都较方案2高；再次，方案2所选择的胶带系统位于西采场西端帮，属A、E2边坡分区，这2个边坡都没有较大断层出现，且边坡稳定性较好。基于上述原因，认为将西采场北帮岩石边帮胶带系统的位置更改至采场西端帮更为合理。

表2 方案运输经营费静态比较

4 结 论

基于某矿露天采场矿岩平均汽车运距不断增加，经济不合理，根据露采边坡工程地质勘察及稳定性研究成果，结合采场实际情况，优化了原设计胶带运输系统的位置，避开了不稳定边坡区域，建立在安全、可靠的岩体内，对矿山实现安全、稳定、高效生产具有积极的意义。

2016-08-10)

周 瑞(1985—)，女，工程师，014030 内蒙古包头市稀土高新区曙光路16号。